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混沌及其控制:太阳系以及天气预报

科学探索万象经验2023-05-08

混沌无处不在,例如太阳系是混沌的。虽然在一些图像中,太阳系看起来是有史以来最有序的事物,但我们知道它在几百万年后是不稳定。在那之后,一些行星会自发地脱离其轨道。

事实上,混沌最初也是通过研究太阳系被发现的。1887年,瑞典国王悬赏了一个问题:太阳系是稳定的吗?亨利·庞加莱认为他可以证明这一点,但最终却证明了相反的情况:行星的路径非常敏感地取决于初始条件。他发现了混沌,并且赢得了国王的悬赏奖金。不过,在这之后的几十年,这个话题都没有受到太多关注。

为了更好地理解正在发生的事情,洛伦兹对所有这些天气方程式进行简化, 他想从这种奇怪的混沌行为中提取出本质。对它们进行分析后,洛伦兹得到了包含三个方程的方程组,它们现在被称为洛伦兹模型。